KR102216864B1 - 단일모드 분포궤환 레이저 다이오드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단일 모드 분포궤환 레이저 다이오드를 개시한다. 그의 다이오드는 제 1 및 제 2 분포 영역들과, 상기 제 1 및 제 2 분포 영역들 사이의 위상천이 영역을 갖는 기판과, 상기 기판 상에 배치된 하부 클래드 층과, 상기 제 1 분포 영역 및 상기 제 2 분포 영역 상의 상기 하부 클래드 층 내에 각각 배치된 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들과, 상기 하부 클래드 층 상에 배치되고, 상기 제 1 분포 영역에서 상기 제 2 분포 영역까지 연장하는 도파로와, 상기 도파로 상에 배치된 상부 클래드 층과, 상기 상부 클래드 층 상에 배치된 적어도 하나의 전극을 포함한다.

Description

단일모드 분포궤환 레이저 다이오드{single mode distributed feedback(DFB) laser diode}

본 발명은 레이저 다이오드에 관한 것으로, 상세하게는 확장형 위상천이 영역을 포함하는 단일모드 분포궤환 레이저 다이오드에 관한 것이다.

최근 반도체 기반의 광 소자들 중에서, 분포귀환(Distributed FeedBack) 레이저 다이오드 및/또는 분포 브래그 반사 형 (Distributed Bragg Reflector) 레이저 다이오드 등의 특정 파장을 선택하는 기능성 레이저 소자들이 개발되고 있다. 이러한 기능성 레이저 소자들은 회절 격자를 이용하여 파장 필터링을 수행할 수 있다. 예컨대, 주기적인 굴절률 변화에 의한 브래그 파장에 해당하는 특정 파장을 갖는 광파만이 반사될 수 있다. 예를 들어, DFB 레이저 다이오드는 브래그 회절 격자들의 주기에 의해 결정될 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 과제는 spatial hole burning을 제거할 수 있는 단일모드 분포궤환 레이저 다이오드를 제공하는 데 있다.

본 발명은 단일모드 분포궤환 레이저 다이오드를 개시한다. 그의 장치는, 제 1 및 제 2 분포 영역들과, 상기 제 1 및 제 2 분포 영역들 사이의 위상천이 영역을 갖는 기판; 상기 기판 상에 배치된 하부 클래드 층; 상기 제 1 분포 영역 및 상기 제 2 분포 영역 상의 상기 하부 클래드 층 내에 각각 배치된 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들; 상기 하부 클래드 층 상에 배치되고, 상기 제 1 분포 영역에서 상기 제 2 분포 영역까지 연장하는 도파로; 상기 도파로 상에 배치된 상부 클래드 층; 및 상기 상부 클래드 층 상에 배치된 적어도 하나의 전극을 포함한다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들은 상기 제 1 및 제 2 분포 영역들 내에서 주기를 갖고, 상기 위상천이 영역 내에서 상기 주기의 3/4의 배수를 제외한 상기 주기의 1/2n의 정수(m) 배((1/2n)Xm)에 대응되는 거리로 이격할 수 있다. 상기 n은 자연수를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 개념에 따른 분포궤환 레이저 다이오드는 기판의 제 1 및 제 2 분포 영역들 상에 서로 동일한 주기를 갖고 상기 제 1 및 제 2 분포 영역들 사이의 위상천이 영역 내에서 상기 주기의 3/4의 배수를 제외한 상기 주기의 1/2, 1/4 또는 1/8의 정수 배에 대응되는 거리로 이격하는 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들을 포함할 수 있다. 상기 주기의 1/2, 1/4 또는 1/8의 정수 배에 대응되는 거리의 상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들 위상천이 영역 내에서의 레이저 광의 모드세기 분포를 조절하여 유효 굴절률의 변화를 방지하고 spatial hole burning을 제거할 수 있다.

도 1은 일반적인 λ/4 위상천이 단일모드 DFB((Distributed Feeedback) 레이저 다이오드의 발진스펙트럼의 출력 파워의 세기를 보여주는 그래프이다.
도 2는 일반적인 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드의 레이저 내부 모드세기 분포를 보여주는 그래프이다.
도 3은 spatial hole burning이 발생한 일반적인 λ/4 위상천이 DFB 레이저 다이오드에서 두 개의 모드가 발진한 상태를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 개념에 따른 확장형 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들의 결합 계수에 따른 레이저 광(80)의 모드 파워를 보여주는 그래프들이다.
도 6은 도 4의 위상천이 영역의 거리에 따른 내부 발진 모드의 파워를 보여주는 그래프이다.
도 7은 도 4의 위상천이 영역의 거리에 따른 발진 스펙트럼의 파워 밀도를 보여주는 그래프들이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 λ/4 위상 천이 DFB 레이저 다이오드를 보여주는 단면도들이다.
도 10은 도 8 및 도 9의 제 1 및 제 2 전극들에 제공되는 전류 비율에 따른 레이저 광(80)의 출력 파워의 비율을 보여주는 그래프이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당 업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 명세서에서 단일 모드 또는 다중 모드는 레이저 분야에서 주로 사용되는 의미로 이해될 수 있을 것이다. 바람직한 실시 예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.

도 1은 일반적인 λ/4 위상천이 단일모드 DFB((Distributed Feeedback) 레이저 다이오드의 발진스펙트럼의 출력 파워의 세기를 보여준다.

도 1을 참조하면, 일반적인 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드의 결합 계수(KL)가 2.0이하로 작을 때, 레이저 광(도 4의 80)은 단일 모드(1)로 출력될 수 있다. 상기 결합 계수(KL)는 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(도 4의 32, 34)과 하부 클래드 층(20)의 굴절률의 차이(ex, 레이저 광(80)이 바라보는 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34)의 굴절률의 차이)에 대응될 수 있다. 상기 레이저 광(80)은 약 400nm 파장(ex, 굴절률이 1인 공기 중의 파장)에서 약 -20dBm의 최대 피크 세기를 가질 수 있다. 상기 dBm은 dBmW 또는 데시벨-밀리와트로 표시될 수 있다. 하지만, 일반적인 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드의 길이가가 수 mm 내지 수십 ㎛로 짧아질 경우, 상기 결합 계수(KL)는 2.0보다 증가되어야 한다(보통 400 um 이고, 짧은 경우 150 um 정도임, 이 경우에도 길이가 1/2 이하로 감소하므로, κ는 2배 이상 증가하여야 함. 거의 동일한 κL 값을 갖기 위해서 κ 값 증가시키는 것임.).

도 2는 일반적인 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드의 레이저 내부 모드세기 분포를 보여준다.

도 2를 참조하면, 결합 계수(KL)가 약 2.0보다 증가하면, 상기 레이저 광(80)의 모드 세기 최대값 및/또는 피크는 급격하게 증가할 수 있다. 또한, 상기 결합 계수(KL)가 증가하면, 일반적인 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드의 출력은 감소할 수 있다. 즉, 레이저 광의 세기 최대값(Pmax)과 출력 값(Pout)의 비율(Pmax/Pout)이 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 반면, 내부의 모드세기가 강하기 때문에 외부 반사 등에 의한 external feedback에 대해서는 둔감해지는 특성이 있다. 따라서, 일반적인 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드는 주로 상기 결합 계수(κL)를 조절하여 내부 모드 세기를 제어하도록 설계되고 있다. 일반적인 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드는 그의 내부에서 유도방출에 의해 소멸되는 운반자의 수가 균일하지 않고, 위상천이 영역의 유효 굴절률이 증가하는 spatial hole burning에 의해 단일 모드(1)의 특성이 저하된다.

도 3은 spatial hole burning이 발생한 일반적인 λ/4 위상천이 DFB 레이저 다이오드에서 두 개의 모드가 발진한 상태를 보여주는 그래프이다.

도 3을 참조하면, spatial hole burning이 발생되면, 일반적인 λ/4 위상천이 DFB 레이저 다이오드는 두 개의 모드들(2)의 레이저 광을 생성할 수 있다. 예를 들어, 일반적인 λ/4 위상천이 DFB 레이저 다이오드는 약 1547nm와 약 1549nm 파장의 레이저 광(80)을 출력할 수 있다.

도 4는 본 발명의 개념에 따른 확장형 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드(100)를 보여준다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 확장형 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드(100)는 기판(10), 하부 클래드 층(20), 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34), 도파로(40), 상부 클래드 층(50), 전극 층(60), 그리고 제 1 및 제 2 무반사 코팅 층들(72, 74)을 포함할 수 있다.

상기 기판(10)은 InP를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 기판(10)은 제 1 분포 영역(12), 위상천이 영역(16), 및 제 2 분포 영역(14)을 가질 수 있다. 상기 기판(10)은 접지될 수 있다. 상기 위상천이 영역(16)은 상기 제 1 및 제 2 분포 영역들(12, 14) 사이에 배치될 수 있다.

상기 하부 클래드 층(20)은 상기 기판(10) 상에 배치될 수 있다. 상기 하부 클래드 층(20)은 상기 기판(10)의 굴절률보다 높고 상기 도파로(40)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 클래드 층(20)은 n 타입의 InP를 포함할 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34)은 상기 제 1 및 제 2 분포 영역들(12, 14)의 상기 하부 클래드 층(20) 내에 각각 배치될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34)은 상기 하부 클래드 층(20)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34)은 의 각각은 InGaAs를 포함할 수 있다. 상기 제 1 브래그 회절 격자(32)는 상기 제 1 분포 영역(12)을 정의할 수 있고, 상기 제 2 브래그 회절 격자(34)는 상기 제 2 분포 영역(14)을 정의할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34)의 각각의 전체 길이는 서로 동일할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34)의 각각은 서로 동일한 주기(F)를 가질 수 있다. 상기 레이저 광(80)은 상기 하부 클래드 층(20), 상기 도파로(40) 및 상기 상부 클래드 층(50) 내에서 상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34)의 상기 주기(F)와 동일한 파장을 가질 수 있다. 상기 레이저 광(80)은 상기 하부 클래드 층(20), 상기 도파로(40) 및 상기 상부 클래드 층(50) 내에서 약 240nm의 파장을 갖고, 상기 공기 중에 약 1.55㎛의 파장을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34)은 약 240nm의 주기(F)를 가질 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34)은 전자빔(e-Beam lithography)에 의해 형성될 수 있다.

상기 도파로(40)는 상기 하부 클래드 층(20) 상에 배치될 수 있다. 상기 도파로(40)는 상기 기판(10)에 대해 수직 방향으로 상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34)과 이격할 수 있다. 상기 도파로(40)는 상기 기판(10)과 평행한 방향으로 연장할 수 있다. 상기 도파로(40)는 게인 미디엄을 포함할 수 있다.

상기 상부 클래드 층(50)은 상기 도파로(40) 상에 배치될 수 있다. 상기 상부 클래드 층(50)은 n 타입의 InP를 포함할 수 있다. 상기 상부 클래드 층(50)은 상기 도파로(40)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다.

상기 전극 층(60)은 상기 상부 클래드 층(50) 상에 배치될 수 있다. 상기 전극 층(60)은 도전성 금속을 포함할 수 있다. 상기 전극 층(60)은 상기 기판(10)으로 전류를 제공할 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 무반사 코팅 층들(72, 74)은 상기 하부 클래드 층(20), 상기 도파로(40) 및 상기 상부 클래드 층(50)의 가장자리 양 측벽들 상에 배치될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 무반사 코팅 층들(72, 74)은 알루미늄의 금속 또는 폴리머를 포함할 수 있다. 상기 전극 층(60)에 전류가 제공되면, 상기 도파로(40)를 따라 상기 레이저 광(80)이 생성될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 무반사 코팅 층들(72, 74)은 상기 레이저 광(80)을 공진시킬 수 있다. 상기 레이저 광(80)은 상기 제 1 및 제 2 무반사 코팅 층들(72, 74) 중 어느 하나를 투과하여 외부로 출력될 수 있다.

상기 레이저 광(80)의 파장(λ)은 상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34)의 주기(F)와 동일할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34) 사이의 거리(D1)는 상기 주기(F) 및/또는 파장(λ)의 (1/2n) 의 정수(m) 배((λ/2n)Xm)로 설정될 수 있다. n 은 자연수일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34) 사이의 거리(D1)는 파장(λ)의 1/2, 1/4, 1/8 또는 1/16의 정수(m=100, 200, 400, 500) 배로 설정될 수 있다. 다만, 정수(m)가 1일때는 제외될 수 있다.

도 5는 도 4의 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34)의 결합 계수(KL)에 따른 레이저 광(80)의 모드 파워를 보여준다.

도 5를 참조하면, 결합 계수(KL)가 2보다 크게 증가하더라도, 레이저 광(80)의 모드 세기의 최대값(Pmax) 및/또는 피크는 상기 결합 계수(KL)에 일정하게 비례하여 증가할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 레이저 광(80)의 파워의 최대값(Pmax)에 대한 출력 값(Pout)의 비율(Pmax/Pout)은 감소할 수 있다. 반면, 본 발명의 확장형 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드(100)의 출력 값은 일반적인 λ/4 위상천이 DFB 레이저 다이오드의 출력 값에 비하여 증가할 수 있다. 따라서, 본 발명의 확장형 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드(100)는 우수한 단일 모드 발진 특성을 갖고, 고출력/높은 결합 계수(KL)에서의 spatial hole burning에 의한 단일 모드 발진 특성을 제어하는 것이 가능하다. 여기서 확장형 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드(100)의 위상천이 영역(16)의 거리(D1) 및/또는 길이는 58.5 μm(F/2 X m, m=500, F/2=0.117㎛)로 설정되었다.

도 6은 도 4의 위상천이 영역(16)의 거리(D1)에 따른 내부 발진 모드의 파워를 보여준다. 도 7은 도 4의 위상천이 영역(16)의 거리(D1)에 따른 발진 스펙트럼의 파워 밀도를 보여준다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 위상 천이 영역(P)의 거리(D1)가 약 11.7 μm (F/2 X m, m=100, F/2=0.117㎛), 23.4 μm (F/2 X m, m=200, F/2=0.117㎛), 45.8 μm (F/2 X m, m=400, F/2=0.117㎛), 또는 58.5 μm (F/2 X m, m=500, F/2=0.117㎛) 일 때, 상기 레이저 광(80)은 단일 모드(1)로 출력될 수 있다.

반면, 상기 위상 천이 영역(P)의 거리(D1)가 35.1 μm(F/2 X m, m=300, F/2=0.117㎛)일 때, 상기 레이저 광(80)은 두 개의 모드(2)로 출력될 수 있다. 즉, 상기 위상 천이 영역(P)의 거리(D1)가 주기(F) 또는 파장(λ)의 3/4의 배수에 대응될 경우 단일 모드 발진 특성이 크게 저하되어 2개의 모드(2)로 출력될 수 있다.. 따라서, 위상천이 영역(16)의 거리(D1)가 길어지면, 상기 위상천이 영역(16)의 모드세기의 파워가 증가할 수 있다. (이득 영역의 길이가 증가하는 것과 동일 현상으로 설명할 수 있다.)

전체 공진기 내의 균일한 전류 주입 상황에서도 위상천이 영역의 폭에 따라서 최대치를 갖는 영역의 폭과 모드 세기 최대값이 결정되는 것을 확인할 수 있다. 그러므로, 위상천이 영역의 폭과 양단에 위치한 회절격자 영역의 결합 계수에 따라 내부 발진 모드의 세기 분포와 최대 값(Pmax), 출력 값 (Pout) 및 이들의 비율(Pmax/Pout)을 결정하는 것이 가능하다. 또한 낮아진 spatial hole burning 발생 확률에 의해서 높은 전류 밀도까지 단일 모드 발진 특성을 유지할 수 있으므로, 확장형 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드(100)의 최대 출력이 향상되는 특성을 갖는다.

상술한 바와 같이, 일반적인 λ/4 위상천이 DFB 레이저 다이오드는 출력의 비대칭성을 갖기 위해 HR/AR 코팅을 적용하는 경우 낮은 단일모드(1)의 발진 수율을 가질 수 있다. 때문에, 레이저 광(80)의 출력 비대칭성을 확보하기 위해 다양한 연구가 진행되었다.

반면, 본 발명에서는 상대적으로 길이가 길어진 위상천이 영역을 사용하므로 양단 회절격자 영역에 서로 다른 크기의 전류 주입이 상대적으로 용이하다. 위상천이 영역의 폭을 제어할 수 있는 것은 회절격자 사이의 거리를 정밀 제어하는 것과 같다. 그러므로 공정 또는 패키지 과정에서 양단 회절격자 영역의 동작 전류 밀도를 조절하는 것이 용이해 진다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 확장형 λ/4 위상천이 단일 모드 DFB 레이저 다이오드(100)를 보여준다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 확장형 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드(100)의 전극 층(60)은 제 1 전극(62)과 제 2 전극(64)을 포함할 수 있다. 기판(10), 하부 클래드 층(20), 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들(32, 34), 도파로(40) 및 상부 클래드 층(50)은 도 1과 동일하게 구성될 수 있다. 상기 제 1 전극(62)은 상기 기판(10)의 상기 제 1 분포 영역(12)과 상기 위상천이 영역(16) 상에 배치될 수 있다. 상기 제 2 전극(64)은 상기 제 2 분포 영역(14) 상에 배치될 수 있다. 상기 제 1 전극(62)과 상기 제 2 전극(64) 내에 서로 다른 크기의 전류가 인가되면, 단일 모드(1)의 상기 레이저 광(80)은 상기 제 1 전극(62)과 상기 제 2 전극(64)의 전류 비율에 대응되는 비율의 출력 파워를 가질 수 있다. 상기 제 1 분포 영역(12) 및 상기 위상천이 영역(16)의 전류 밀도와 상기 제 2 분포 영역(14)의 전류 밀도는 서로 다를 수 있다.

도 8을 참조하면, 상기 제 1 및 제 2 전극들은 단일 전류 원(I, single current source)로부터 분기된(branched) 제 1 및 제 2 저항들(R1, R2)에 연결될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 저항들(R1, R2)은 상기 제 1 및 제 2 전극들(62, 64)로 제공되는 전류 밀도 차이를 생성 및/또는 제공할 수 있다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 확장형 λ/4 위상천이 단일모드 DFB 레이저 다이오드(100)의 상기 제 1 및 제 2 전극들(62, 64)은 제 1 및 제 2 전류 원들(I1, I2)에 연결될 수 있다. 제 1 및 제 2 전류 원들(I1, I2)은 상기 제 1 및 제 2 전극들(62, 64)에 서로 다른 전류 밀도의 전류들을 제공할 수 있다.

도 10은 도 8 및 도 9의 제 1 및 제 2 전극들(62, 64)에 제공되는 전류 비율에 따른 레이저 광(80)의 출력 파워의 비율을 보여준다.

도 10을 참조하면, 전류 밀도 비율(current ratio)이 증가하면, 레이저 광(80)의 출력 비율은 상기 전류 밀도 비율에 비례하여 증가할 수 있다. 상기 전류 밀도 비율은 상기 제 1 전극(62)의 전류에 대한 상기 제 2 전극(64)의 전류의 비율일 수 있다. 상기 레이저 광(80)의 출력 비율은 상기 제 1 분할 영역(12) 내의 상기 레이저 광(80)의 파워에 대한 상기 제 2 분할 영역(14) 내의 상기 레이저 광(80)의 파워의 비율일 수 있다. 예를 들어, 전류 밀도 비율이 2까지 증가하면, 상기 제 1 분할 영역(12) 대비 상기 제 2 분할 영역(14)에서의 레이저 광(80)의 출력 비율은 2.5배로 증가할 수 있다.

위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.

Claims (10)

1. 제 1 및 제 2 분포 영역들과, 상기 제 1 및 제 2 분포 영역들 사이의 위상천이 영역을 갖는 기판;
   상기 기판 상에 배치된 하부 클래드 층;
   상기 제 1 분포 영역 및 상기 제 2 분포 영역 상의 상기 하부 클래드 층 내에 각각 배치된 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들;
   상기 하부 클래드 층 상에 배치되고, 상기 제 1 분포 영역에서 상기 제 2 분포 영역까지 연장하는 도파로;
   상기 도파로 상에 배치된 상부 클래드 층; 및
   상기 상부 클래드 층 상에 배치된 전극 층을 포함하되,
   상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들은 상기 제 1 및 제 2 분포 영역들 내에서 서로 동일한 각각의 주기를 갖고, 상기 위상천이 영역 내에서 상기 주기의 3/4의 배수를 제외한 상기 주기의 1/2n의 정수(m) 배((1/2n)×m)에 대응되는 거리로 이격하되,
   상기 n은 자연수를 포함하는 단일 모드 분포궤환 레이저 다이오드.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전극 층은:
   상기 제 1 분포 영역과 상기 위상 천이 영역 상의 제 1 전극; 및
   상기 제 1 전극과 분리되어 상기 제 2 분포 영역 상에 배치되는 제 2 전극을 포함하는 단일 모드 분포궤환 레이저 다이오드.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 전극들에 연결되는 단일 전류원; 및
   상기 단일 전류원으로부터 분기되어 상기 제 1 및 제 2 전극들에 각각 연결되는 제 1 및 제 2 저항들을 더 포함하는 단일 모드 분포궤환 레이저 다이오드.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 전극에 연결되는 제 1 전류 원; 및
   상기 제 2 전극에 연결되는 제 2 전류 원을 더 포함하는 단일 모드 분포궤환 레이저 다이오드.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들은 상부 클래드 층 내에 배치된 단일 모드 분포궤환 레이저 다이오드.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 브래그 회절 격자의 결합 상수는 상기 제 2 브래그 회절 격자의 결합 상수와 다른 단일 모드 분포궤환 레이저 다이오드.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들의 상기 주기는 240nm인 단일 모드 분포궤환 레이저 다이오드.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 위상 천이 영역의 상기 거리는 11.7㎛, 23.4㎛, 45.8㎛, 또는 58.5㎛인 단일 모드 분포궤환 레이저 다이오드.
   
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 브래그 회절 격자들의 상기 주기의 3/4 배수의 거리는 35.1 μm인 단일 모드 분포궤환 레이저 다이오드.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 클래드 층, 상기 도파로, 및 상기 상부 클래드의 가장자리 양측벽들 상에 배치된 제 1 및 제 2 무반사 코팅 층들을 더 포함하는 단일 모드 분포 궤환 레이저 다이오드.

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